淺談混凝土預(yù)制構(gòu)件制作

何俊?陳福全

摘 要：發(fā)展預(yù)制構(gòu)件是建筑工業(yè)化的重要措施之一，國(guó)內(nèi)外都在不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用先進(jìn)技術(shù)，使其日趨完善。

關(guān)鍵詞：混凝土預(yù)制構(gòu)件；制作；養(yǎng)護(hù)

大量的鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件是在預(yù)制廠制作的，此處著重加以介紹。

1 構(gòu)件制作的工藝方案

預(yù)制廠制作構(gòu)件的工藝方案，根據(jù)成型和養(yǎng)護(hù)的不同，有下述三種：

1.臺(tái)座法

臺(tái)座法是表面光滑平整的混凝土地坪、胎膜或混凝土槽。構(gòu)件的成型、養(yǎng)護(hù)、脫模等生產(chǎn)過(guò)程都在臺(tái)座上同一地點(diǎn)進(jìn)行。構(gòu)件在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中固定在一個(gè)地方，而操作工人和生產(chǎn)機(jī)具則順序地從一個(gè)構(gòu)件移至另一個(gè)構(gòu)件，來(lái)完成各項(xiàng)生產(chǎn)過(guò)程。

用臺(tái)座法生產(chǎn)構(gòu)件，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少。但占地面積大，機(jī)械化程度較低，生產(chǎn)受氣候影響。設(shè)法縮短臺(tái)座的生產(chǎn)周期是提高生產(chǎn)率的重要手段。

2.機(jī)組流水法

此法在車間內(nèi)生產(chǎn)，將整個(gè)車間根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求劃分為幾個(gè)工段，每個(gè)工段皆配備相應(yīng)的工人和機(jī)具設(shè)備，構(gòu)件的成型、養(yǎng)護(hù)、脫模等生產(chǎn)過(guò)程分別在有關(guān)的工段循序完成。生產(chǎn)時(shí)，構(gòu)件隨同模板沿著工藝流水線，借助于起重運(yùn)輸設(shè)備，從一個(gè)工段移至下一個(gè)工段，分別完成各有關(guān)的生產(chǎn)過(guò)程，而操作工人的工作地點(diǎn)是固定的。構(gòu)架隨同模板在各工段停留的時(shí)間長(zhǎng)短可以不同。此法生產(chǎn)效率比臺(tái)座法高，機(jī)械化程度較高，占地面積小，但建廠投資較大、生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)輸繁多，宜于生產(chǎn)定型的中小型構(gòu)件。

3.傳送帶流水法

用此法生產(chǎn)，模板在一條呈封閉環(huán)形的傳送帶上移動(dòng)，生產(chǎn)工藝中的各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都是在沿傳送帶循序分布的各個(gè)工作區(qū)中進(jìn)行。生產(chǎn)時(shí)，模板沿著傳送帶有節(jié)奏地從一個(gè)工作區(qū)移至下一個(gè)工作區(qū)，而各個(gè)工作區(qū)要求在相同時(shí)間內(nèi)完成各自的有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程，以此保證有節(jié)奏連續(xù)生產(chǎn)。此法是目前最先進(jìn)的工藝方案，生產(chǎn)效率高，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，但設(shè)備復(fù)雜，投資大，宜于大型預(yù)制廠大批量生產(chǎn)定型構(gòu)件。

2 預(yù)制廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件用的模板

預(yù)制廠制作預(yù)制構(gòu)件，常用的模板有鋼平模、水平拉模、固定式胎膜，成組立模等。

機(jī)組流水法、傳送帶流水法中普遍應(yīng)用鋼平模。它是利用鉸鏈將側(cè)模和端模板與底架連接，啟閉方便。鋼模的底架要能承受運(yùn)輸時(shí)混凝土的重量，制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，還要能承受預(yù)應(yīng)力筋的作用力。底架要有足夠的剛度，防止構(gòu)件變形。

拉模由鋼外框架、內(nèi)框架側(cè)模與芯管、前后端頭板、振動(dòng)器、卷?yè)P(yáng)機(jī)抽芯裝置等組成。內(nèi)框架側(cè)模、芯管和前端頭板組裝為一整體，可整體抽芯和脫模。前后端頭板為鋼板制成，中開(kāi)圓孔可供芯管穿過(guò)，下開(kāi)槽口可容預(yù)應(yīng)力鋼絲通過(guò)，前后端頭板之間的距離即空心板長(zhǎng)度。振動(dòng)器在模外振動(dòng)芯管，改善了振動(dòng)效果 。

3 預(yù)制構(gòu)件的成型

預(yù)制構(gòu)件的澆筑與現(xiàn)澆構(gòu)件基本相同，只是有時(shí)可發(fā)揮工廠化生產(chǎn)的優(yōu)越性采用混凝土澆筑機(jī)等。在搗實(shí)混凝土方面，在預(yù)制廠則有多種搗實(shí)方法，如振動(dòng)法、擠壓法、離心法等。

1.振動(dòng)法

用臺(tái)座法制作構(gòu)件，使用插入式振動(dòng)器和表面振動(dòng)器。用機(jī)組流水法和傳送帶流水法制作構(gòu)件則用振動(dòng)臺(tái)。

振動(dòng)臺(tái)是一個(gè)支承在彈性支座上的由型鋼焊成的框架平臺(tái)，平臺(tái)下設(shè)振動(dòng)機(jī)構(gòu)。振動(dòng)機(jī)構(gòu)即轉(zhuǎn)軸上裝置偏心塊，通過(guò)偏心塊數(shù)量和位置的變化，可得到不同的振幅。振動(dòng)臺(tái)有的只有一種振動(dòng)頻率，有的可改變頻率?？蚣芷脚_(tái)應(yīng)有ugou的剛度，以保證振幅的分布均勻一致，否則影響振動(dòng)效果。

在振動(dòng)成型過(guò)程中，如同時(shí)在構(gòu)件上面施加一定壓力，則可加速搗實(shí)過(guò)程，提高搗實(shí)效果，使構(gòu)件表面光滑。這種生產(chǎn)方法叫“振動(dòng)加壓法。

2.擠壓法

采用螺旋擠壓形式的行模生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土圓孔板如今已趨于完善，擠壓機(jī)已定型。

擠壓機(jī)的工作原理是用旋轉(zhuǎn)的螺旋鉸刀把由料斗漏下的混凝土向后擠送，在擠送過(guò)程中，由于受到振動(dòng)器的振動(dòng)和已成型的混凝土空心板的阻力而被擠壓密實(shí)，擠壓機(jī)也在這一反作用力的作用下，沿著與擠壓方向相反的方向被推動(dòng)自行前進(jìn)，在擠壓機(jī)后面即形成一條連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板帶。擠壓機(jī)一般是沿著長(zhǎng)線臺(tái)座上的導(dǎo)軌行駛。但也可不設(shè)導(dǎo)軌，利用預(yù)應(yīng)力鋼絲導(dǎo)向，使機(jī)架上的梳子板沿預(yù)應(yīng)力鋼絲板移動(dòng)，但這要求機(jī)身自重對(duì)稱，螺旋鉸刀送料均勻，否則易使擠壓機(jī)行走偏向。

3.離心法

用離心法制作構(gòu)件是將裝有混凝土的模板放在離心機(jī)上，使模板以一定轉(zhuǎn)速繞自身的縱軸旋轉(zhuǎn)，模板內(nèi)的混凝土由于離心力作用而遠(yuǎn)離縱軸，均勻分布于模板內(nèi)壁，并將混凝土中的部分水分?jǐn)D出，使混凝土密實(shí)。用此法制作的構(gòu)件，都需要有圓形空腔，而外形可為各種形狀，如管樁、電桿等。

4 預(yù)制構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)

1.蒸汽養(yǎng)護(hù)

蒸汽養(yǎng)護(hù)即將構(gòu)件放在充滿飽和蒸汽或蒸汽與空氣混合物的養(yǎng)護(hù)坑內(nèi)，在較高的溫度和濕度的環(huán)境中，以加速混凝土的硬化，使之在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度。

蒸汽養(yǎng)護(hù)效果與蒸汽養(yǎng)護(hù)制度有關(guān)，它包括：養(yǎng)護(hù)前靜置時(shí)間、升溫和降溫速度、養(yǎng)護(hù)溫度、恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間、相對(duì)濕度等。構(gòu)件成型后要在常溫下靜置一段時(shí)間，然后再進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，以減少不良的加熱養(yǎng)護(hù)制度帶來(lái)的不利影響。對(duì)普遍硅酸鹽水泥制作的構(gòu)件至少應(yīng)靜置1～2h；對(duì)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥則不需靜置。升溫或降溫必須平緩地進(jìn)行，不能驟然下降，否則，在構(gòu)件表面與內(nèi)部之間要產(chǎn)生過(guò)大的溫差，引起裂縫；還可能由于混凝土毛細(xì)管內(nèi)的水分和濕空氣額熱膨脹，而引起混凝土內(nèi)部組織破壞。對(duì)塑性混凝土的薄壁構(gòu)件，升溫速度每小時(shí)不得超過(guò)25℃，其他構(gòu)件不得超過(guò)20℃。降溫速度，每小時(shí)不得超多10℃。出池后構(gòu)件表面與外界溫差不得大于20℃。養(yǎng)護(hù)溫度取決于水泥，品種，對(duì)普通硅酸鹽水泥一般為80℃，對(duì)礦渣硅酸鹽水泥可達(dá)85～95℃。對(duì)采用先張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，養(yǎng)護(hù)的最高允許溫度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的允許溫差經(jīng)計(jì)算確定。恒溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)混凝土在不同溫度條件下的強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線來(lái)確定。養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)保持適宜的溫度，以防構(gòu)件內(nèi)水分蒸發(fā)，在恒溫階段應(yīng)保持90%～100%的相對(duì)濕度。

2.熱拌混凝土熱模養(yǎng)護(hù)

熱拌熱模即利用熱拌混凝土澆筑構(gòu)件，然后向鋼模的空腔內(nèi)通入蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。此法與冷拌混凝土進(jìn)行常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)比較，養(yǎng)護(hù)周期大為縮短，節(jié)約蒸汽。這是因?yàn)橛么朔B(yǎng)護(hù)時(shí)，構(gòu)件不直接接觸蒸汽，熱量由模板傳遞給構(gòu)件，是構(gòu)件內(nèi)部冷熱對(duì)流加速，且因?yàn)槔脽岚杌炷粒箻?gòu)件內(nèi)部溫差遠(yuǎn)比常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)效，而且平衡較快，因而可省去靜置工序 ，縮短升溫時(shí)間，較快地進(jìn)行高溫養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

混凝土預(yù)制構(gòu)件尺寸和重量大的構(gòu)件，可在施工現(xiàn)場(chǎng)就地制作，以避免繁重的運(yùn)輸。定型化的中小型構(gòu)件，則應(yīng)發(fā)揮工廠生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)在預(yù)制廠制作。